Vaxon, Barinoc ve UltraSeed aşılayıcılar kullanılarak üretilen dökümlerde sabit kimyasal komposizyon, sabit ortam şartları ve eşit tane boyutunda aşılayıcı ortamı sağlanmıştır. Farklı kesit kalınlıklarının yapı ve mekanik özelliklerde meydana getirdiği değişimler incelenmiştir. Değişimlerin daha iyi anlaşılabilmesi için numuneler üzerinde metalografik ölçümler yapılmış ve mekanik testler ile ilişkilendirilmiştir.
Deneyde kullanılan üç aşılayıcı içerisinde Si,Al ve Ca elementleri ortak element olup bileşimdeki miktarları da birbirine çok yakındır. Aşılayıcılar arasındaki farkı oluşturan Barinoc aşılayıcısının içerdiği %2-3 Ba ve UltraSeed aşılayıcısının içerdiği %0.75-1.25 Ce elementleridir.
Yapılan metalografik incelemeler sonucu en yüksek küre sayısı Ba elementi içeren Barinoc aşılayıcısı ile aşılanan numulerde tespit edilmiştir. Daha sonra sırasıyla UltraSeed ve Vaxon aşılayıcıları kullanılan numuneler gelmektedir.
Kalınlığın azalmasıyla birlikte küre sayısı, perlit oranı ve sertlik artmıştır. Numuneler kalından inceye doğru tek tek değerlendirildiğinde, ortalama grafit çapında küçülme olduğu görülmüştür. Kalınlık (veya modül) azaldıkça soğuma daha kısa sürede gerçekleşmekte yani malzeme daha hızlı katılaşmaktadır. Bu sebeple test edilen numunelerde kalınlık azaldıkça ortalama grafit çapında da küçülme gerçekleşmiştir. Ayrıca küre sayısı arttıkça küresellikte artmaktadır.
Mempey ve Xu [28]tarafından yapılan çalışmada 3mm kalınlığında küresel grafitli dökme demir yapısını sementit oluşumu meydana gelmeden üretebilmek için mm²’de 1000 küreden daha fazla küre olması gerektiğini belirtmişlerdir.
C. Labrecque ve M.Gagne [28] tarafından yapılan çalışmada aşılmanın iyi yapılması durumunda mm²’de 500- 700 küre bulunması durumunda dökümlerde sementit oluşumu meydana gelmemektedir.
P. David ve arkadaşlarının [29] ince cidarlı düktil demirlerin’nin mekanik özellikleri-karbon eşdeğerliği ve grafit dağılımının etkisi ile ilgili yaptığı çalışmada 5mm altındaki kalınlıklarda düktil dökmek için ötektiküstü bileşime sahip şarj kullanılması gerektiğini belirtmiştir. CE değerinin 4.6-4.9 civarında olması vurgulanmıştır. Literatürde verilen sonuçlar mevcut çalışma sonuçları ile örtüşmektedir.
Borrajo ve arkadaşlarının [30] ince cidarlı düktil demirlerde serbest grafit tanelerinin sayısı ve şekli ile ilgili yaptığı çalışmada grafit küre sayısı arttıkça küreselliğinde arttığını belirtmiştir. Elde ettiğimiz sonuçlarımız bu literatür bilğisi ile uyumludur.
A. Javaid ve arkadaşları [31] tarafından ince cidarlı küresel grafitli dökme demirlerin mekanik özelliklerini etkileyen mikroyapısal faktörlerin değerlendirilmesi ile ilgili yapılan çalışmada artan kalınlıkla beraber ferrit oranının ve ortalama grafit çapının arttığı, kalınlığın azalmasıyla küre sayısının ve sementit miktarının arttığı belirtilmiştir. 1,5mm kalınlığındaki numunede mm2’de ortalama 2500, 2mm kalınlığındaki numunede 2200, 3mm kalınlığındaki numunede ortalama 1300 küre olduğu belirtilmiştir. Elde ettiğimiz sonuçlarımız bu literatür bilğisi ile uyumludur.
E. Fras ve arkadaşlarının [32] küre sayıları ile ilgili yaptıkları çalışmalar döküm plaka kalınlığı ile küre sayısı arasında sistematik bir ilişki vermiştir. 6mm kalınlığındaki plakada mm²’ de 270 küre bulmuştur. Doğal olarak aynı şarj için artan plaka kalınlığıyla küre sayısı düşmektedir. Örneğin 22mm kalınlıkta küre sayısı mm²’ de 104’e düşmüştür.
R.C. Dommarco ve arkadaşları [33] tarafından yapılan farklı matris mikroyapılarına sahip yüksek küre sayılı küresel grafitli dökme demirlerin aşınma direnci ile ilgili yaptıkları çalışmada 3mm kalınlıktaki numunede mm²’ de ortalama 1150-1450 küre olduğu belirtilmiştir.
Her üç aşılayıcı ile aşılanan numuneler içerinde ortalama grafit çapı en yüksek Ultraseed aşılayıcı (Ce) kullanılan numunede çıkmıştır.(Şekil 5.25)
Numunelerde yapılan sertlik testi sonuçlarına bakıldığında kalınlık azaldıkça (veya modül) sertliğin arttığı gözlenmiştir. Kalınlık azaldıkça oluşan perlit daha ince ve sıkı yapılı olmakta ve malzemenin sertliğinin artmasına yol açmaktadır. Sertliğin armasına neden olan diğer bir etki kalınlık azaldıkça oluşan sementitdir.
Vaxon,Barinoc ve UltraSeed aşılayıcılar kullanılarak üretilen dökümlerin 2mm, 3mm, 6mm ve 12mm kalınlığındaki parçalarından hazırlanan darbe numunelerine uygulanan darbe testi sonuçlarına bakıldığında kalınlık azaldıkça darbe enerjisi değerinin düştüğü gözlenmiştir.
Literatürde [34] artan grafit küre sayısının darbe direncini düşürdüğü belirtilmiştir. 2mm, 3mm, 6mm ve 12mm kalınlığındaki üç farklı aşılayıcı ile üretilen dökümlerden hazırlanan darbe numunelerine uygulanan darbe testi neticesinde en düşük küre sayınına sahip 12mm kalınlığındaki UltraSeed aşılayıcısı ile aşılanmış numunenin darbe direnci en yüksek çıkmıştır.
Vaxon, Barinoc ve UltraSeed aşılayıcı ile aşılanarak üretilen düktil numunelerine uygulanan darbe testi neticesinde küre sayısı arttıkça darbe enerjisinin düştüğü tespit edilmiştir (Şekil 5.30).Bu sebepten dolayı Barinoc aşılayıcı ile aşılanarak üretilen 2mm kalınlığındaki düktil demir numunesinin darbe enerjisi hem yüksek küre sayısından hemde sementitli yapıya sahip olduğundan dolayı diğerlerine göre daha düşük çıkmıştır.(4 J)
Vaxon, Barinoc ve UltraSeed aşılayıcı ile aşılanarak üretilen düktil demir numunelerde sementit miktarı ile ters orantılı olarak darbe direncide değişim göstermiştir. En fazla sementit (%8) miktarı Barinoc ile aşılanan 2mm’lik numunede tespit edilmiştir. Sementit miktarının yüksekliği nedeni ile en düşük darbe direnci bu numuneye aittir.
Kalın kesitli dökümlerde, uzun bölgesel katılaşma zamanı, ötektik grafitten önce çekirdeklenmiş olan kürelerin büyümesine daha fazla imkan tanımaktadır. Buna karşılık ince kesitlerde, hızlı katılaşma ötektik grafitin çekirdeklenmesini kolaylaştırmaktadır. Bu da grafit küreleri arasındaki farklı çekirdeklenme zamanını
azaltmakta ve yüksek küre sayısı ile birlikte uniform küre dağılımını temin etmektedir.
Đnce kesitli düktil demirler teknik olarak önem kazanmaktadır. Đnce kesit boru
döküm, ince kesit rüzgar değirmeni gövde ve kanatları ve çeşitli ince otomotiv parçaları (ostemperlenmişler de dahil) büyüyen alanlardır.
[1] Ductile Iron, ASM Metals Handbook 9th Edition, Vol. 15 ,sf.21-24 ,1993. [2] GÜL, F., Küresel grafitli dökme demirde malzeme ve proses
parametrelerinin küre dağılımına etkisi, sf.4-8, ANKARA, 1989.
[3] MATTER, D., Roundup of ductile iron technology, AFS Modern Castıngs, Vol 33, 1958.
[4] FORREST, R.D. Some factors affecting the mechanical properties of ductile iron , BCIRA report 1755, 2005.
[5] GILBERT, G.N.J., An Introduction to the mechanical properties of nodular cast iron, BCIRA report 1649, 2003.
[6] Effects of manganese in nodular (SG) iron, BCIRA Broadsheet, sf 211, 2006.
[7] Küresel grafitli dökme demirin tipik özellikleri ve kullanım yerleri , TMMOB Metalurji Mühendisleri Odası ve KOSGEB ortak yayını , 2006. [8] SKALAND, T., Nucleation mechanisms in ductile iron, Elkem foundry
products, Kristiansand, Norway, 2005.
[9] HEĐNE, R.W., LOPER, C.R., ROSENTHAL, P.C., Principles of metal casting, Newyork, 1967.
[10] ŞEN, Ö., Dökme demirlerde ısıl analiz yöntemiyle yapı belirlenmesi, Doktora tezi, Sf 48, Yıldız Teknik Üniversitesi, 2004.
[11] SKALAND, T., Chill and shrinkage control in ladle treated ductile iron, Eklem foundry products, Norway. 2004.
[12] BROWN, J.R., Foseco ferrous foundryman’s handbook , sf 70-84, Butterworth Heinemann Yayını, 2000.
[13] CREWS, D.L., CARLON, R,. GOUDZWOARD, J., AFS molten metal processing, USA, 1974.
[14] LABRECQUE, C., GAGNE, M., Review ductile iron: fifty years of continuous development , Canadian metallurgical quarterly, No.5., 1998.
[15] BROWN, J.R., Foseco ferrous foundryman’s handbook , sf 70-84. Butterworth Heinemann Yayını, 2000.
[16] ERSAN, Z., Lamel grafitli dökme demirlerde aşılayıcı etkisi, Lisans Tezi, SAÜ, Fen bilimleri enstitüsü, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı , 1989.
[17] SERGEANT, G.F., FULLER, G., The effect upon mechanic properties of variation in graphite form in drons having varying amounts of carbide in the matrix structure and the use of nondestructive tests in the assesment of mechanical properties of such irons, BCIRA-Foundry Technology, Source Book, AFS, , sf 331-360, 1990.
[18] OKUMUŞ, C., Gri dökme demirlerde aşılamanın sertliğe etkisi, Lisans Tezi, SAÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı, 1989.
[19] ĐZGĐZ, S., KGDD üretimi, yolluk besleyici tasarımı, ısıl işlemi ve özellikleri, SEGEM, ANKARA, 1988.
[20] YILMAZ, F., Đçme - Atık su ve gaz dağıtım şebekelerinde, dökme demirler ve düktil demir uygulamaları, ĐSKĐ Yayını, ĐSTANBUL, 2003.
[21] ECOB, C.M., HARTUNG, C., An alternative route for the production of compacted graphite Irons, ASA, Eklem , Norway, 2004.
[22] OLSEN, S.O., HARTUNG, C. Recovery of mg in a ductile iron process Elkem Foundry Products, Kristiansand, Norway, 2003.
[23] Metals Handbook, Nondestructive evaluation and quality control, Sintercast yayını, sf 231-236, 2006.
[24] HUERTA, E., POPOVSKY, V., A Study of hold time, fade effects and microstructure in ductile iron, AFS Cast Iron Inoculation Conference, September 29-30, Schaumburg, Illınois, 2005.
[25] MULAZĐMOĞLU, M. H., YANG, Y. M., WALLACE, J. F., Solidification studies of spiking and large-small nodule formation in ductile cast iron proced by the In-the-mold process, AFS Transactions, sf 627-650, 1985.
[26] www.allbusiness.com/periodicals/issue/87671-1-2.html, A review of
ductile iron process technology, Foundry Trade Journal, June 2001.
[27] SPENGLER, A.F., BRĐGGS, H.K., The ductile iron process, Miller and Company Service Handbook, Compendium 4, 1972.
[28] MEMPEY, F. XU, Z.A., Mould filling and solidification of a Thin-Wall ductile iron casting, AFS Transactions, 1994.
[29] DAVID, P., MASSONE, J., BOERĐ and SĐKĐRO, J.A., Mechanical properties of thin wall ductile iron-influence of carbon equivalent and graphite distribution, ISIJ International, Vol. 44, No.7, 2004.
[30] BORRAJO, J.M., MARTĐNEZ, R.A., BOERĐ, R.E. and SĐKĐRO, J.A., Shape and count of free graphite particles in thin wall ductile iron castings, ISIJ International, Vol. 42, No.3, 2002.
[31] JAVAĐD, A., and DAVĐS, K.G., Evaluation of Microstructural Factors Affecting the mechanical properties of thin-wall ductile iron castings, Microscopy Society of America, 2002.
[32] FRAS E., WĐENCEK K., GORNY, M. and LOPEZ, H.F., Nodule count in ductile iron: theoretical model based on weibull statistics, International Journal Of Cast Metals Research, Vol.18, Number 3, 2005.
[33] DOMMARCO, R.C., SOUSA, M.E. and SĐKORA, J.A., Abrasion resistance of high nodule count ductile iron with different matrix microstructures, wear 257, 2004.
[34] HENYCH, I., Trends in melting and magnesium treatment of ductile iron melt, The Ductile Iron Society’s 1998 Keith D. Millis World Symposium on Ductile Iron, 1998.
[35] http://elektroteknoloji.com/Elektrik_Elektronik/Temel_Eletronik/Đndüksiyo n_Yolu_ile_isitma_Yöntemi.html, 2009.
[36] ÇAVUŞOĞLU, N.E., Döküm Teknolojisi , ĐTÜ Kimya-Metalurji Fakültesi, Đstanbul, 1992.
[37] KARSAY, S.I, Ductile iron production, 3rd edition., Quebec ıron and titanium corporation, Canada, 1985.
ÖZGEÇMĐŞ
Ercan EKĐNCĐ, 05.04.1984 de Osmancık’ da doğdu. Đlkokulu Arifiye ilköğretim okulunda, orta ve lise eğitimini Figen Sakallıoğlu Anadolu Lisesin’de tamamladı. 2002 yılında başladığı SAÜ Metalurji ve Malzeme Mühendisliği bölümünden 2006 yılında mezun oldu. 2007 Ocak ayında askerlik görevini tamamladı. 2007-2008 yılları arasında Ankara Sincan Organize Sanayisinde bulunan AND Döküm Fabrikasında üretim mühendisi olarak çalıştı. 2008 Temmuz ayından beri Düzce Organize Sanayi Bölgesinde bulunan TEKNOROT OTOMOTĐV Fabrikasında Kalite Kontrol ve Güvence Mühendisi olarak çalışmaktadır.